随着极端气候的频繁发生、人口的增长和粮食产量的不断提高,农田土壤质量恶化和耕地被占用等问题越来越突出,直接或间接影响了我国经济的发展和社会稳定。因此,需要对耕作、施肥以及灌溉模式进行调整,实现粮食增长与环境保护的可持续发展。有研究指出,有机肥与生物炭不仅能替代化肥为农作物提供充足的养分,提高粮食产量,而且对土壤物理和化学性质具有明显的改良作用。因此,研究有机肥与生物炭对我国黄土塬区小麦生长和土壤性质的影响,阐释有机肥与生物炭在黄土高原地区土壤改良和作物产量提高方面的潜在价值具有重要意义。本研究选在陕西长武地区,以冬小麦品种长旱58为材料,设置有机肥、生物炭、补充灌溉等耕作模式,采用随机区组设计,通过田间试验和室内分析,对不同耕作模式对我国黄土高原地区土壤含水量、冬小麦产量、产量构成要素以及水肥利用效率的影响进行了研究,得到以下结论:1、补充灌溉提高了小麦开花期和收获期的土壤含水量,开花期0-100 cm土层含水量变化较为明显,其中孕穗期灌水(W2)和拔节期+孕穗期灌水(W3)略高于拔节期灌水(W1);收获期W3各土层含水量均高于其他处理,尤其在50-200 cm土层最为明显。施用生物炭降低了收获期50-100 cm土层土壤含水量,不同用量间无明显差异;而施用生物炭4995 kg/ha(C2)提高了收获期0-50 cm土层的土壤含水量。在复合耕作模式下,施用有机肥(T3)增加了越冬期和返青期土壤表层(0-40 cm)的土壤含水量;而施用有机肥(T3)、生物炭(T4)与生育期3次灌水(T2),三个处理间在50-100 cm土层土壤含水量没有明显差异,说明有机肥和生物炭具有良好的保水作用。2、施用有机肥对小麦的水分利用效率(WUE)没有明显地影响;而补充灌溉降低了小麦的WUE,其中W2处理下WUE显著降低;施用生物炭提高了小麦的WUE,C2处理下小麦的WUE显著提高;复合耕作模式下,施用有机肥和生物炭均提高了小麦的WUE,而T4处理下差异更为显著。说明有机肥和生物炭具有一定的节水作用。3、单独施用有机肥在本年度对小麦产量没有明显影响;而补水灌溉本年度降低了小麦的产量,其中W2处理下小麦产量显著降低;与秸秆还田相比,施用生物炭后小麦产量提高(分别提高了5.8-21.0%),其中C2处理下小麦产量显著高于其他处理;复合耕作模式下,T2、T3、T4处理下小麦产量均有所提高,但与对照相比差异不显著。本年度的实验说明有机肥和生物炭的施用可提高小麦产量,其中生物炭的增产效果更为显著。4、施用有机肥明显提高了小麦的穗粒数,而对小麦的穗数和千粒重没有明显影响;本年度补水灌溉降低了小麦的穗数和千粒重,而穗粒数在W1处理下显著增加;生物炭明显提高了小麦的穗数和穗粒数,而千粒重有所减少;复合耕作模式下,T3、T4处理下小麦的穗数和穗粒数增加,而千粒重在T3处理下减少。说明有机肥和生物炭可能通过增加小麦的穗粒数来提高小麦产量。综上所述,有机肥、生物炭的施用和补充灌溉均对土壤含水量有一定的影响。但施用一年对作物产量和水分利用效率效果不显著,并且试验当年试验地区出现罕见的恶劣天气,主要包括开花期遭受严重霜冻、灌浆期遭遇特大冰雹灾害、收获期连续强降雨,对试验产生一定影响,部分试验结果出现偏差,以及试验缺少纵向比较,因此还需通过连续施用对其作用进一步研究。